Исторический анализ криптографии

Московский открытый социальный университет

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа на тему

 

 

Исторический анализ криптографии.

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент

Финансово-экономического

Факультета, группы 342:

Борискин Алексей Александрович

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва, 2006 г.

Содержание.

 

 

1. Вступление………………………………………   3
2. Криптография в Античные времена……….......  5
3. Криптография в Средневековье………………… 11
4. Криптография в Эпоху Возрождения…………..  14
5. Криптография в Новое и Новейшее время……..  19
6. Заключение……………………………………….  24
7. Список использованной литературы……….......  25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

 

 

 

Тайна сопровождает всю историю человечества. Она  была, есть и будет. Haчиная с личной тайны, она переходит в тайны  семьи, клана, рода и так далее. С  образованием государств высшей формой тайны становится тайна государственная. Появляются различные виды тайны: политическая, военная, дипломатическая, экономическая, peмecлeнная, коммepческая, медицинская, криминальная, религиозно-мистическая и так далее.

Если есть тайна, то необходимы и способы ее защиты. И они, естественно, сразу же появились и стали активно развиваться. Одновременно развивались и способы проникновения в «чужую» тайну, методы преодоления защитных мер. Следует особо подчеркнуть, что с возникновением специальных разведывательных служб государств деятельность в области обеспечения информационной безопасности государственных структур стала активно опираться на разведывательные органы, порой в немалой степени диктуя им «линию поведения». Подкуп, шантаж, кража, внедрение агента и так далее прочно вошли в арсенал средств «информационной войны» государств.

Исторический  процесс развития средств и методов  защиты тайных посланий выработал три основных способа такой защиты.

Первый  способ защиты информации - это физическая защита от противника материального носителя информации (пергамент, бумага, магнитная лента, физические каналы передачи: проводная линия связи, радиоканал, вибро-акустический канал и так далее). Одновременно появляются приемы и способы, затрудняющие перехват сообщений. Главную роль здесь играет выбор канала связи, труднодоступного для перехвата (ласточки, голуби, курьеры, кабельные линии связи и так далее).

Второй  способ защиты информации - это стеганография (стеганография в переводе с латинско-греческого - тайнопись). Используется для определения метода защиты, основанного на попытке сокрытия от противника самого факта наличия интересующей его информации.

Третий  способ защиты информации - наиболее надежный и распространённый в наши дни - криптография, (в переводе с греческого это слово также означает «тайнопись»). В этом случае в перехваченном сообщении противник видит хаотичный набор знаков, так что смысл сообщения ему остается неясным.

Основное  понятие в криптографии – это  шифр. Шифр – это совокупность заранее  оговоренных способов преобразования исходного секретного сообщения с целью его защиты; эти исходные сообщения обычно называются открытым текстом. Выбор конкретного преобразования открытого текста определяется наиболее секретной частью криптографической защиты – так называемым ключом шифра.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Криптография  в Античные времена.

 

 

 

Эволюция  криптографической деятельности в  различных странах обычно не является прямолинейной. Как правило, здесь  имеются взлёты и падения , вызванные  конкретной исторической обстановкой. Нередко оригинальные методы защиты информации забывались и изобретались заново через столетия. Иногда плодотворные идеи возникали параллельно в различных странах. Криптография в историческом аспекте развивалась не сама по себе. Внимание, уделяемое развитию криптографии, зависело от активности деятельности государства в различных сферах: политической, военной, экономической и так далее. Криптография выполняла заказы государства и развивалась при его  соответствующей поддержке. Среди внутренних противоречий, стимулирующих развитие криптографии, в первую очередь следует выделить противостояние двух сторон кpиптoгрaфичecкой деятельности: защиты и нападения. Успехи в дешифровании шифров приводили к разработке новых шифров; в свою очередь, разработка новых шифров - к поиску новых методов их дешифрования.

Огромное  влияние на развитие криптографии во всей истории ее существования оказывали  достижения научнo-тeхиичecкого прогресса.

криптография (в современном понимании этою слова) появилась практически сразу же после появления письменности. Мощный импульс ее развитию дало изобретение алфавитной письменности. Широкому распространению криптографических способов защиты информации способствовало совершенствование тeхнoлoгичecкой базы обмена письменными сообщениями: от записи на камнях - к глиняным табличкам (Месопотамия), затем к папирусу (Египет), бересте (Россия), шелковой ткани (Китай), пергаменту (Египет, Греция, Рим), деревянным дощечкам (Греция, Рим), к бумаге (Китай, I в. н. э.) и, наконец, к современным носителям информации.

Во все времена учитывались  затраты на защиту информации и на реализацию методов нападения. Как  защита, так и нападение требуют  сопоставления затрат с возможными доходами от успехов в их воплощении.

Наряду с развитием  криптографии, как искусства и  науки, развивались и совершенствовались государственные криптографические структуры. Если у истоков криптографической деятельности стояли специалисты-одиночки, то к настоящему времени появились такие мощные государственные организации, как ФАПСИ (Федеральное Агентство Правительственной Связи и Информации), Агентство Национальной Безопасности в США.

По утверждению ряда специалистов, криптография по возрасту – ровесник египетских пирамид. В  документах древних цивилизаций  – Индии, Египта, Месопотамии –  есть сведения о системах и способах составления шифрованных писем.

В древнеиндийских рукописях описаны 64 способа письма.

В религиозных книгах Индии указывается, что Будда знал несколько десятков способов письма, среди которых (по современной классификации) присутствовал шифр перестановки. К Камасутре, среди 64 искусств, которыми должна овладеть женщина, на 45 месте упоминается тайнопись в виде шифра простой замены.

Один из самых старых шифрованных текстов из Месопотамии  представляет собой глиняную табличку, написанную клинописью Ии содержащую рецепт для изготовления глазури в гончарном производстве (ХХ в. до н. э.). Для его написания были использованы редко употребляемые клинописные знаки, игнорировались некоторые гласные и согласные и употреблялись числа вместо имён.

Шифровальные тексты древнего Египта – это чаще всего  религиозные тексты и медицинские  рецепты.

Древние египтяне использовали и символический язык. Так, в 1998 году был дешифрован текст, записанный на каменных  плитах. Этому тексту более 6000 лет и он получил название Великие Арканы Таро. В нём в символической форме трактуются принципы мироздания, говорится об абсолютной  и относительной истине.

В Древнем Китае изобретались изощрённые способы физической защиты посланий. Сообщения запрятывались  в тайных уголках тела.

Европейская криптография появилась в Греции. Мощным толчком  к её  развитию послужил тот факт, что в Греции впервые окончательно сформировалось европейское алфавитное письмо (8 в. до н. э.). Греческий алфавит  в дальнейшем породил латинский  и русский алфавиты. До этого момента были распространены письменности, слабо пригодные для применения шифров.

В криптографии древних  времён использовалась два вида шифров: замена и перестановка.

Историческим примером шифра замены является шифр Цезаря.

 

 

Он использовал в своей переписке шифр собственного изобретения. Выписывался алфавит, затем под ним тот же алфавит, но с циклическим сдвигом на 3 буквы влево.

И при зашифровке текста первая буква алфавита становилась 4 и т.д. со сдвигом на 3 буквы. Преемник Юлия Цезаря – Август использовал тот же шифр, но с ключом – сдвиг на 1 букву.

С тайнописью был знаком древнегреческий философ Платон, которого способам тайнопись обучили  при посвящении в Мистерию Великого Ордена в Египте.

Одним из первых физических приборов, реализующих шифр перестановки, является прибор Сцитала. Он был изобретён в древней Спарте во времена Ликурга (5 век до нашей эры). Для зашифрования текста использовался цилиндр обусловленного диаметра. На цилиндр наматывался тонкий ремень из пергамента, и текст выписывался построчно по образующей цилиндра (вдоль его оси). Затем ремень сматывался и отправлялся получателю сообщения. Получатель наматывал его на цилиндр того же диаметра и читал текст по оси цилиндра.

Изобретение дешифровального  устройства – Антисцитала – приписывается Аристотелю. Он предложил использовать конусообразное копьё, на которое наматывается перехваченный ремень. Этот ремень передвигается по сои до того положения, пока не появляется открытый текст.

 

 

 

Были и другие способы  защиты информации, разработанные в античные времена.

В области тайнописи  два изобретения принадлежат  Энею.

Первое из них –  диск Энея. Его принцип был прост:

На диске диаметром 10-15 см и толщиной 1-2 см высверливались отверстия по числу букв алфавита. В центре диска помещалась катушка с намотанной на ней ниткой достаточной длины. При зашифровании нитка вытягивалась с катушки и последовательно протягивалась через отверстия в соответствии с буквами шифруемого текста. Диск и являлся посланием. Получатель послания последовательно вытягивал нитку из отверстий, что позволяло ему получать передаваемое сообщение, но в обратном порядке следования букв. При перехвате диска недоброжелатель имел возможность прочитать сообщение тем же образом, что и получатель. Но Эней предусмотрел возможность лёгкого уничтожения сообщения при угрозе захвата диска. Для этого было достаточно выдернуть катушку с закреплённым на ней концом нити до полного выхода всей нити из отверстий диска.

Индейцы Центральной  Америки передавали свои сообщения  в виде нитки, на которой завязывались разноцветные узелки, определявшие содержание сообщения.

Ещё одно изобретение  древних греков – так называемый квадрат Полибия (Полибий – греческий  государственный деятель, 3 век до нашей эры). Применительно к современному латинскому языку из 26 букв шифрование по этому квадрату заключалось в следующем. В квадрат размером 5 на 5 клеток выписываются все буквы алфавита, при этом буквы I, j учитываются за одну.

Шифруемая буква заменялась на координаты квадрата, в котором  она записана.

 

 

 

Усложнённый вариант  квадрата Полибия заключается в  записи букв в квадрат в произвольном порядке. Этот порядок является ключом.

Иногда с целью защиты информации использовались редкие, экзотические языки, например, языки древней Азии, Африки и так далее. Эта практика дошла до наших дней. Так, во время второй мировой войны американцы использовали язык индейцев племени навахо для передачи информации по незащищённым каналам связи, а в 1960 году ирландские войска в Конго, направленные туда по решению ООН, вели радиопереговоры на гэльском языке.

С древних времён широкое  распространение получили так называемые акроаматические шифры. Их содержание заключается в использовании притч и аллегорий для передачи истинного смысла. Эти шифры встречаются в священных писаниях Платона и Аристотеля, баснях Эзопа и так далее. Расшифрование такого шифра связано с истолкованием текстов, что порождает различные варианты предполагаемого авторского замысла.

 

 

 

 

 

 

 

Криптография в Средневековье.

 

 

 

После гибели Римской  империи Европа погрузилась во мрак средневекового невежества. Почти исчезли грамотность, наука и искусство. Не стала исключением и криптография, хотя шифрование как таковое не было забыто. В 6 веке верующий человек нацарапал на стене коптского монастыря в Египте зашифрованную шифром простой замены просьбу:«Во имя Бога, я, Виктор, бедный человек, прошу – помните меня!».

Шифрами забавлялись  многие, включая коронованных особ. Эти шифры по содержанию оставались на уровне Древней Греции и Рима. Они использовались не для сохранения тайны, а для придания обыденным фразам удивительной формы.

Применявшиеся в средневековье  шифры были предельно просты. Фразы писались либо по вертикали, либо в обратном порядке, гласные заменялись точками, использовались иностранные алфавиты (греческий, древнееврейский, армянский). В шифрах просто замены использовался упрощённый шифр Цезаря, где каждая буква заменялась на последующую, а в более сложных системах буквы заменялись на специально придуманные знаки.

Из времени средневековья  в истории сохранились лишь несколько имён, связанных с европейской криптографией.

Миссионер Св. Бонифаций (Германия) в 13 веке привёз в Западную Европу «Сборник криптозагадок», где гласные буквы заменялись точками.

Английский монах-францисканец, профессор  в Оксфорде, универсальный учёный, математик, оптик, астроном Роджер Бэкон в середине 13 века написал книгу «Тайные опыты и недействительность магии». В предисловии он заметил:

«Дурак тот, кто пишет о тайне  каким-либо способом, но не так, чтобы  скрыть ее от простонародья». Здесь же Бэкон приводит несколько методов сокрытия тайны: пропуск гласных букв, использование метафор, букв из иностранных алфавитов, стенография.